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          污水污泥的處置方法


            城市污水廠的污泥是指處理污水所產生的固態、半固態及液態的廢棄物,含有大量的有機物、重金屬以及致病菌和病原菌等,不加處理任意排放,會對環境造成嚴重的污染。對污泥處理總的要求是穩定化、無害化和減量化。國內外污泥處理與處置的方法很多,一般采用濃縮、消化、脫水、干化、有效利用(多為農用)、填埋及焚燒等,或用其中幾個方法組合處置。

          一、制復合肥

            按我國目前的經濟條件,對多數污水廠(特別是大量小型污水廠)來說,污泥用于農田是比較可行和現實的方案。污泥中的氮、磷、鉀和微量元素,對農作物有增產作用;污泥中的有機質、腐殖質是良好的土壤改良劑。

            污泥經適當濃縮、脫水后運至市郊或鄰近省份作為農肥,是許多污水廠采用的方法。但農田施肥有季節性,不需要泥肥時,污水廠會泥滿為患,影響正常運行。于是一些污水廠支付費用,讓農民把污泥拉走,而不問其去向,這會造成二次污染。

            北京市環境科學研究院和北京市農業科學院合作,對北京市密云縣污水處理廠的污泥,通過堆肥加工成復合肥,進行了用于農田的試驗。該廠每天處理15000m3城鎮污水,污泥產量5~6t/d(含水率80%),由于采用酸化—好氧污水處理工藝,污泥質量不錯。

            添加一定數量的N、P、K做成復合肥(N、P、K的比為1∶0.9∶0 .4),并直接造粒為污泥顆粒肥。通過在北京市大興縣龐各莊冬小麥田試驗以及在溫室內進行的油菜和玉米苗期盆栽施肥試驗,均取得可喜的結果。由于是制成顆粒狀污泥肥料,便于運輸和貯存。

          二、衛生填埋

            上海市對污水廠的污泥處置提出“處理一點,填埋一點,利用一點”的原則,上海市水務局組織對污泥處理、處置和利用的專題研究,提出污泥用作農田、衛生填埋和污泥焚燒點的布局和具體的分期實施方案,防止產生二次污染。

            對大型污水廠采用污泥衛生填埋,是不得已的權宜之計。衛生填埋場的造價不低,國外對衛生填埋場還要有沼氣安全收集系統,對分層復蓋的泥土和排水、綠化有專門的要求。鑒于地價上升和填埋場有臭味,近幾年來,無論歐盟國家或美國、日本,污泥衛生填埋的比例越來越小,美國已有的填埋場還將逐步關閉。

            有些城市(如成都市)擬將污水廠污泥運至城市垃圾填埋場一并處置,這存在兩個實際問題:

            一是管理體制上的問題。垃圾的中轉站和填埋場的布點、設計和投資,屬環衛局管理,而污水廠的污泥屬市政系統管理,設計垃圾填埋場使用年限和布點距離未考慮接納污水廠污泥;

            二是脫水污泥含水率過高。運往垃圾填埋場的污泥,要求含水率不大于30%,而目前污水廠的脫水污泥含水率在70%~80%,這類污泥不易碾壓填埋,除非將污泥作適當干化或加石灰、絮凝劑處理。無論作何種填埋,污泥宜采取高干度脫水方案。

          三、干化、焚燒

            國內近幾年在一些大城市已建和正建一批城市垃圾焚燒場。但污水廠的污泥作焚燒處置,某污水處理廠(設計規模為40萬m3/d)設有污泥焚燒爐裝置。焚燒爐采用國外技術在國內制造,污泥的干化和焚燒設備總投資為人民幣8000萬元,費用并不算高。

            由于污泥干化和污泥焚燒相結合比單污泥焚燒一次性投資少,處理成本低,故污泥干化往往是焚燒的前處理。北京市某污水廠二期工程和天津市某污水廠,擬先建污泥干化裝置。污泥干化可使污泥含水率控制在10%~40%,減少了污泥的體積和重量,降低了運輸費和填埋費,而且污泥的臭味大為減少。

            干化裝置分直接干化和間接干化,其能量消耗與污泥成份和水分有關。間接干化(利用沼氣通過熱交換器)一般推薦用立式干化裝置,并選用流化床工藝。干化與焚燒串聯工藝中,干化的程度取決于污泥的熱值和回收焚燒爐的熱能,使干化的能量盡量平衡,不另外添加燃料。

            上海石洞口設計污泥的干化和焚燒,污泥熱值高,能源平衡有余。污泥流化床焚燒爐,溫度在800℃以上,爐內有砂粒循環使用,外排氣體要適當處理。污泥焚燒爐遠比垃圾焚燒爐的工藝簡單得多,且污泥焚燒不會產生二惡英。

            如脫水污泥與垃圾一并焚燒,國外的經驗是每噸垃圾添加15%~20%含水率為30%的污泥。污泥的干化和焚燒,可能將是一些大城市大型污水處理廠的發展方向。當然,由于國外對焚燒爐排塵有嚴格的要求,除了采用電除塵,還要降溫加溫,加酸加堿,達到無煙塵的排放。

          填埋與焚燒的比較

          污泥衛生填埋及焚燒處置的方案比較。其主要工藝流程為:

          原污泥→濃縮→消化→脫水→衛生填埋

          原污泥→濃縮→(消化)→脫水→焚燒→焚燒灰填埋

          對于焚燒處理工藝,為了避免消化后污泥熱值減少,也可以不作污泥消化處置。上述兩個工藝的經濟性比較結果,無論采用國產設備或進口設備,二者的處置工程費用基本相同。按國產設備對污泥進行處置,運行費用折成污泥干固體,處理總成本約為800元/t

          以10000m3/d污水廠產生2噸DS計—DS為每天產生的絕干(沒水分)污泥量(kg),每噸污泥處理成本約為0.16元,與國內大型污水處理廠污水處理成本(不計折舊和還貸利息)0.3~0.45元/m3相比,需增加成本35%~50%,這與國外的實例相當。

          既然污泥的衛生填埋與污泥的焚燒其工程費和運行成本大致相當,那么,從污泥無害化和減量化看,焚燒方案有明顯的優點。這亦是國外(特別是西歐和日本)污泥焚燒發展較快的原因。荷蘭的污泥是100%采用焚燒處置的。焚燒后少量的泥灰可用于混凝土、磚瓦制品、路基路面的骨料和工程建設的回填土。


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